膝关节置换术后远程智能康复方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种膝关节置换术后远程智能康复方法及系统。所述方法包括如下步骤：S1、医生端管理平台系统设置患者训练疗程方案；S2、患者进行训练时，IMU传感器及机器视觉采集的动作数据将上传至患者端APP；S3、基于健康标准训练数据，进行动作达成情况自动评估，提示患者康复动作是否正确科学；S4、基于患者训练疗程方案，定期向患者端APP推送康复知识和随访问卷，并自动提醒患者及时训练和反馈。本发明专利技术满足患者在家康复过程中的数据监测、远程评估、训练指导以及日常行为方式管理，满足患者不同康复训练阶段的需求，更利于患者术后恢复。复。复。

【技术实现步骤摘要】
膝关节置换术后远程智能康复方法及系统


[0001]本专利技术属于膝关节术后康复领域，更具体地说，涉及一种膝关节置换术后远程智能康复方法及系统。

技术介绍

[0002]膝关节骨关节炎(KOA)是高发于中老年人的退行性关节疾病，其主要表现为膝关节软骨退变、骨赘增生及关节周围软组织疼痛，关节功能障碍等。研究显示2019年，我国有症状的KOA的患病率为8.1％。全膝关节置换术能显著缓解患者的疼痛症状，改善关节功能状态，提高患者术后的生活质量，是目前治疗各种严重膝关节炎的常用手术，已经成为治疗终末期膝骨关节炎的主要治疗手段。但是，大量的研究表明，全膝关节置换术只是膝关节治疗的开始，术后康复不到位、不科学，常常会导致患者出现不同程度的疼痛、关节活动度恢复不佳、膝关节僵硬等问题。
[0003]当前，中国康复医疗资源整体处于总量不足、分布不均，而且康复治疗师人员缺口极大、康复训练信息记录不全和反馈不及时，往往会造成患者康复进度滞后，康复效果差等问题。造成这些问题的原因有很多，其中缺少及时的评估与预警、无法监测患者生活数据，提高患者的生活质量，提供个性化的步态训练都是目前的重点和难点，目前尚没有合适的设备能够进行及时的监测。研发远程监控人工智能膝关节置换术后，使患者能够脱离时空的限制，针对康复中的痛点与难点，通过设备的及时监测预警和与医师实时的沟通，在居家的情况下也能进行安全个性化的康复。
[0004]运动康复是根据个体健康、体力状况及心血管功能状态，用处方形式规定适当的运动种类和运动负荷，并指出运动中的注意事项，是指导患者有目的、有计划地进行康复训练。目前就传统运动康复而言，医生、治疗师、护士紧密配合，全程面对面评估及训练。患者需及时评估、训练和定期随访，但在实际操作中，患者很难得到全时、全程的康复监督和指导。在维持数月的康复过程中，若无专业的指导，可能因训练错误，再次造成损伤。患者出院后仍需进行家庭运动康复训练，但互联网上现有的文章和视频缺乏科学依据与定制，无法实现精准有效的家庭康复，还可能加速医患矛盾。
[0005]再者，线下运动康复训练需一对一的指导，该方式受空间与时间的限制。病患需去医院进行治疗，往返路途耗时长，效率低，增加就医成本，同时也耗费大量医疗资源，这是骨科康复医疗领域存在的问题之一。且现有的训练多依靠治疗师的主观经验，缺乏可量化的客观数据。现阶段急需按照科学运动处方对术后人群进行个性化、精确的指导。
[0006]此外，国内同类产品发展有限，大多存在设备传感器节点少且精度低、漂移严重、无法提供预警功能以及难以针对生活及其步态进行评估与训练等问题。而国外同类产品价格高昂、治疗重点不突出、产品参数与康复效果不详、考虑到地区与体型差异，国外产品难以适用于国人。同时此类可穿戴设备缺乏临床试验与康复知识库，循证医学证据不足，难以形成完整的康复体系。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于：针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于IMU传感器及单目摄像头识别膝关节训练动作标准性并予以指导的方法和系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于数字传感器识别人体运动方向的方法，包括：接收数字传感器输出的数字信号；所述数字信号为通过所述数字传感器以预设采集周期采集的数据；对所述以预设采集周期采集的数据进行选择处理，并判断所述以预设采集周期采集的数据中是否有满足预设条件的第一数据。
[0008]为了解决上述技术问题至少之一，根据本专利技术的一方面，提供了一种膝关节置换术后远程智能康复方法，包括如下步骤：
[0009]S1、医生端管理平台系统设置患者训练疗程方案；
[0010]S2、患者进行训练时，IMU传感器及机器视觉采集的动作数据将上传至患者端APP；
[0011]S3、基于健康标准训练数据，进行动作达成情况自动评估，提示患者康复动作是否正确科学；
[0012]S4、基于患者训练疗程方案，定期向患者端推送康复知识和随访问卷，并自动提醒患者及时训练和反馈。
[0013]进一步的，S1中，患者训练疗程方案包含健康标准训练动作、随访问卷、康复知识。
[0014]进一步的，S1中，医生端管理平台系统为医护人员使用的医护端管理平台网站。
[0015]进一步的，S4中，患者端为由患者使用的移动终端APP
[0016]根据本专利技术的另一方面，提供了一种膝关节置换术后远程智能康复系统，包括健康标准训练数据模块、实时采集模块、识别模块、指导模块和动作辅助设备；
[0017]所述健康标准训练数据模块，用于设置康复动作疗程；
[0018]所述实时采集模块，用于实时采集患者训练时的动作特征；
[0019]所述识别模块，用于将实时采集模块采集到的动作特征和健康标准训练数据模块的数据进行对比，获取识别结果；
[0020]所述指导模块，用于显示动作指导动画和动作提示；
[0021]所述动作辅助设备，包含IMU传感器，用于协助实时采集模块进行动作特征采集。
[0022]进一步的，所述动作指导动画和动作提示包括3D/2D康复动作动画。
[0023]根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本专利技术的膝关节置换术后远程智能康复的方法中的步骤。
[0024]根据本专利技术的又一方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本专利技术的膝关节置换术后远程智能康复的方法中的步骤。
[0025]相比于现有技术，本专利技术至少具有如下有益效果：
[0026]本专利技术结合了目标检测、动作识别、异常判断三个方面的内容集中到一个板块，利用患者在使用APP时所获得的图像与标准图像进行智能比对分析患者动作达成情况并纠正患者训练模式。在此基础上，患者可以得到更加精准的训练指导达到更好的康复效果。
[0027]本专利技术所提出的实时人体动作识别算法无论是性能和准确度都处于较高水平，兼顾实时性和准确性，适合集成于不同的应用中；同时提出了基于关键帧定位的训练动作比对算法，进一步提高了比对精度。
[0028]本专利技术所包含的训练动作识别、比对算法实现了利用多模信息智能推断人体状态并给出患者所需的校准信息。同时利用专家系统和模糊推理，结合患者的各种信息对患者的进一步锻炼方向和锻炼内容进行宏观调控。
[0029]本专利技术建立的康复数据库模块提高了检测模型的识别精度以及不同环境下的适用性，可以有效的解决膝关节置换的运动特征，在不同家庭环境下背景复杂的问题。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。
[0031]图1为本专利技术方法流程图；
[0032]图2为本专利技术的流程图；
[0033]图3为本专利技术中IMU传感器的校正图；
[0034]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膝关节置换术后远程智能康复方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、医生端管理平台系统设置患者训练疗程方案；S2、患者进行训练时，IMU传感器及机器视觉采集的动作数据将上传至患者端APP；S3、基于健康标准训练数据，进行动作达成情况自动评估，提示患者康复动作是否正确科学；S4、基于患者训练疗程方案，定期向患者端推送康复知识和随访问卷，并自动提醒患者及时训练和反馈。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S1中，患者训练疗程方案包含健康标准训练动作、随访问卷、康复知识。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S1中，医生端管理平台系统为医护人员使用的医护端管理平台网站。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S4中，患者端为由患者使用的移动终端APP。5.一种膝关节置换术后远程智能康复系统，其特征在于，包括健康标准训练数据模块、实时采集模块、识别模块、指导模块和动作辅助...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁华，王荣丽，闵昂，李云，
申请(专利权)人：北京家康众智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：